JPS62184044A - オルガノケイ素液状組成物 - Google Patents

オルガノケイ素液状組成物

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JPS62184044A
JPS62184044A JP62005171A JP517187A JPS62184044A JP S62184044 A JPS62184044 A JP S62184044A JP 62005171 A JP62005171 A JP 62005171A JP 517187 A JP517187 A JP 517187A JP S62184044 A JPS62184044 A JP S62184044A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 状のオルガノケイ素組成物に係る。
当該分野では、基準条件下においては液状であって、大
気中の水分によって架橋されて興味ある特性を有するエ
ラストマーを生成する連鎖末端がアルコキシシラン基に
より官能化されてなるポリエーテル化合物、特にポリ酸
化プロピレンが知られている。これら化合物は、前述の
興味ある特性のため、特に建築の分野、ガラス工業等の
分野に適するシーラント組成物として有用である。これ
に関連して、J, Bela 、 J.P. Kenn
edy及びW.C.S。
Chang rジャーナル・オブ・ポリマー・サイエン
スU. Polymer Sci.) J 118 (
A)、 317?(I980)を参考とする。
米国特許第4,518,766号には、一般式(式中、
PO^はポリオキシアルキレン基である)で表され、連
鎖末端にアルコキシシラン基を有する田当のオルガノケ
イ素誘導体に容易に変換可能なポリオキシアルキレンジ
オール−α,ωービスーアリルボリカーボネートの製法
が開示されている。
これらオルガノケイ素誘導体は、シーラント組成物にお
いて、一般に、体質顔料(炭酸カルシウム)、補強充填
剤(サーマルシリカ)、カバーリング顔料(二酸化チタ
ン)、チキソトロピー剤、可塑化剤、安定剤(抗酸化剤
及びU.V.吸収剤)、及び少…の架橋促進触媒の如き
l又はそれ以上の添加剤と組合せて使用される。
上述の米国特許に係るポリオキシアルキレンジオール−
α,ω−ビス−アリルポリカーボネートをシリル化する
ことにより生成されるオルガノケイ素誘導体は、大気中
の水分の作用により架橋して、代表的に、最大引張強度
的4ないし6 Kg7am”。
岐壊時の伸び率約160ないし200%の特性(これら
のデータは、厚さ2jIjIのザンプルについてテスト
を行なった場合のものである)を有するエラスト′−( マーを生成しうる。
同様の挙動は、すでに述べたように、連鎖末端がアルコ
キシシラン基で官能化されたポリエーテルの場合にも見
られる。
これらの特性は通常使用のシーラント組成物には適して
いるが、特に高シーラント強度を要求する適用分野のた
めには、改善された組成物が必要である。
本発明の目的は、このような従来技術における要求を満
足させることにある。
さらに詳述すれば、本発明の目的は、大気中の水分によ
り硬化して、最大引張強度、破壊時の伸び率及びせん断
心力の如き特性について格別のものを有するエラストマ
ーを生成しうる液状のオルガノケイ素組成物にある。
本発明の他の目的は、かかるオルガノケイ素液状組成物
の調製法にある。
本発明のさらに他の目的は、かかるオルガノケイ素液状
組成物をシーラントとして使用することにある。
さらに他の目的については、下記の記載より明らかにな
るであろう。
特に、本発明のオルガノケイ素液状組成物は、液相と、
不溶性でかつ該液相中に分散する固状の重合体相とで構
成され、フリーラジカル開始剤の作用下、スチレン、又
はスヂレン少なくとも15重量%及び1又はそれ以上の
ビニル系又はアクリル系単量体残余を含有する混合物を
重合させることにより得られるものであり、かかる重合
反応は下記一般式(I)で表される液状のポリオキシプ
ロピレンジオール−α、ω−ビス−アリルシリレートの
存在下、又は下記一般式(II)で表されるポリオキシ
プロピレンジオール−α、ω−ビスーアリルシリレート
の液状ポリカーボネートの存在下で行なわれると共に、
組成物中に固状の分散相5ないし50重量%が生成され
るまで実施される。
一般式(I) 一般式(II) R。
(C1lz)s−3i−X(3−、) 式中; R: Cr  Cr。アルキル基、 X  : Cr  Cooアルコキシ、アミノキシ及び
アシロキシ基から選ばれる加水分解 可能な基、 y:0、l又は2、 p:約10ないし100の範囲の数、 m及びn:化合物(I)及び(I[)に分子量値又は平
均分子m値2000ないし20,000を付与する整数
上述の如く操作することにより、スチレン又はスチレン
含有単量体混合物の大部分が重合化し、固状の分散重合
体を生成し、少量は化合物(I)又は(II)に懺ラフ
トする。
このように、本発明の組成物では、固状の1分散相はス
チレン共重合の生成物又はスチレン含有混合物の共重合
生成物で構成され、液相は、化合物(I)及び(II)
の重量に対し約0.1ないし5重量%の範囲のグラフト
率で化合物(I)又は(II)に単量体がグラフトする
ことにより得られる生成物で構成される。
一般に、本発明のオルガノケイ素液状組成物は、温度2
5℃における粘度5000ないし100,000 cp
sを有する。
好適な具体例によれば、化合物(I)及び(It)にお
いて、 R=メヂル基、 X=メトキシ基、 y = 15 p=40ないし80、 I及びn=化合物(I)又は(II)に分子量値的40
00ないし20,000を付与するに適する数値、 である。
好適な具体例では、本発明のオルガノケイ素液状組成物
は、常に、温度25℃において粘度10.000ないし
50,0OOcpsを有する。
本発明の方法によれば、スチレン、又はスチレン少なく
とも15重量%を含有する単量体混合物は、化合物(I
)又は(II)の存在下で操作することによって重合化
される。
かかる目的に使用されるスチレン以外の単量体は、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、
ジビニルベンゼン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸メチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸グリシジル、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、ヘキサンジオールジアクリレート、γ−トリ
メトキシプロピルメタクリレート、ビニルピロリドン、
フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル及びコハク酸ジ
アリルである。
好適な具体例によれば、スチレン以外、又はアクリロニ
トリル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸ブチル及びフタル酸ジアリルの如きl又はそれ以上
の単量体を含有するスチレン混合物が使用される。
さらに、反応における単量体の量は、化合物(I)又は
(II)100重量部当たり5ないし60重量部、好ま
しくは5ないし40重量部である。
本発明の目的に適するフリーラジカル開始剤は、アゾ化
合物又はペルオキシ化合物、特に過酸化ジアシル、ペル
オキシエステル、ペルオキシカーボネート、ケトンペル
オキシド、ペルオキシケタール及びヒドロペルオキシド
である。かかる触媒の格別のものとしては、アゾビスイ
ソブチロニトリル、アゾビスプロピオニトリル、過酸化
ベンゾイル、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド
、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネート、ジ(2
−フェノキシ)ペルオキシジカーボネート、過酸化アセ
チル、過酸化アセチルクロロへキシルスルホニル、α−
クミルペルオキシドネオデカノエート、第3級アミルペ
ルオキシドネオデカノエート及び第3級ブチルヒドロペ
ルオキシドがある。
簡便には、フリーラジカル開始剤は、充填される単量体
に対して0.1ないし5重量%の量で使用される。
好適な具体例では、半減時間が100℃において1時間
以下であるフリーラジカル開始剤を使用し、かかる開始
剤による化合物(I)及び(II)に対する減成作用を
最小のものとする。この目的のため、一般に、周期律表
第■族の金属又は遷移金属の有機塩でなる少量の助触媒
を添加することが有効であり、かつ開始剤の分解を容易
にするためにも有効であり、これにより、反応時間を短
縮できる。
フリーラジカル開始剤の使用以外にも、単量体の重合を
、放射線(紫外線、電子線、γ線)の作用下で行なうこ
ともできる。紫外線照射による重合の場合には、光増感
剤を使用することが好ましい。
本発明による方法では、溶媒の使用は通常必要ではない
。しかしながら、反応塊状物の粘性を低下させるため、
本発明の組成物の調製操作を簡単にするためには、溶媒
の使用は有利である。このような場合、l又はそれ以上
の不活性溶媒、すなわち化合物(I)及び(It)のア
ルコキシ官能基に影響を与えず、フリーラジカル開始剤
の作用を妨害しない溶媒であって、沸点が充分に低く、
反応終了時、反応塊状物から容易に除去されるものを少
量添加することができる。かかる溶媒は、一般に、メチ
ルシクロヘキサン及びテトラヒドロフランの如き炭化水
素又はエーテルである。
必要であれば、反応混合物に、l又はそれ以上の連鎖停
止剤又は分子量調節剤を添加することができる。これら
は、通常、ドデシルチオール、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン及びγ−メルカブトプロピルメチル
ジメトキシシランの如きメルカプタンから選ばれる。少
量で使用される分子mW11節剤は、本発明の方法に従
って得られる組成物の粘度を低減させる目的にも有効で
ある。
好適には、化合物(I)のアルコキシシラン基の加水分
解に対する鋭敏性のため、反応は無水条件下で行なわれ
る。しかしながら、微量の水は、約200ppa+以下
であれば存在していても許容される。
反応温度は40ないし110℃、好ましくは60ないし
100℃の範囲内である。
反応体の添加順序は問題ではないが、好適な具体例では
、撹拌しながら、化合物(I)又は(II)に、開始剤
を含有する単量体又は単量体混合物を添加する。この単
量体又はこれら単量体の添加は徐々に、たとえば0.5
ないし2時間の範囲の時間で行なわれる。添加終了後、
反応塊状物をさらに1ないし4時間反応条件下に維持し
て、反応を完了、又は実質的に完了させる。
他の方法によれば、単量体を順次添加するようにしても
よい。たとえば、スチレンを初めに添加し、スチレンの
重合が完了した後、他の単量体を添加する。
できるだけ微量の触媒をも分解するためには、温度を高
めること(たとえば反応温度よりも2〇−30℃高い温
度)が有利であり、最後に、大気圧よりも低い圧力下で
操作することにより、使用した溶媒と共に、未反応の単
量体をできるだけ除去する。
本発明の好適なl具体例によれば、スチレン及びアクリ
ル系単量体、特にフェノキシエチルアクリレートを順次
重合化せしめ、これにより下記の利点が得られる。
組成物のレオロジー特性がさらに改善されること。
架橋後、組成物のエラストマー特性(最大引張強度及び
伸び率によって表示される)が改善されること。
物質における物理特性の改善、特に低い水分吸収率が達
成されること。
このようにして、本発明によるオルガノケイ素液状組成
物が液状かつ安定な組成物の形で得られ、シーラントと
しての使用に際し、普通の液状であってかつ反応性に富
む重合体として使用される。
この組成物は無機性充填剤、可塑化剤及びチキソトロピ
ー剤、粘着性を増大させるため又は接着を促進させるた
めの添加剤、光安定剤及び酸化安定剤、及び架橋促進剤
とも配合され、配合する添加剤は用途に応じて選択され
る。
いずれの場合にも、本発明のオルガノケイ素液状組成物
は、外界湿度及び室温条件下で架橋し、同じ条件下で化
合物(I)又は(II)を架橋することにより得られる
化合物のものと比べて予想できないほど改善された特性
を有するエラストマー生成物を生ずる。
下記の実施例(本発明を限定することなく、単に説明す
るためにのみ例示する)では、本発明によるオルガノケ
イ素液状組成物を調製し、この組成物に、触媒としてジ
ブチルジラウリン酸スズ1.5重量%及びシクロヘキシ
ルアミン0.5重量%及び抗酸化剤1重量%を添加して
いる。ついで、得られた組成物を延展した後、架橋を行
ない、厚さ2〜2.5Hのサンプルを調製する。サンプ
ルの架橋を、室温及び外界湿度(20−23℃、相対温
度約50%)において30日間で行なう。得られたサン
プルについて、下記のテストを行なう。このうち、引張
試験については速度5011/分で行なう。
AR:  破壊時の伸び率(%) ST:  皮張り時間(時間) CR:  最大引張強度(Kg/cm”) ASTM 
D−412TR:  せん断強度(Ky/c戸)  A
STM D−624D:VJ!さくショア A)   
 ASTMD−2240d : 比重(9/Rg) gel :  +25℃、48時間におけるトルエンに
よる抽出時の残渣(重量%) 実施例1 窒素導入システム、滴加ロート及びブレード型t! 撹拌機を具備する四頚ガラスフラスコにポリオキシプロ
ピレンジオール−α、ω−ビス−アリルシリレート (
化合物(II)に相当し、一般式(It)において、R
=メチル基、Y=1及びX=OC113テある)140
gを添加した。
この化合物は下記の特性を示す。
粘度(25℃) (cps) :  12,000数平
均分子量Mn:  約7500 不飽和(meq/9)  :  0.02より小さらに
、上述の条件下で架橋後では、下記の特性を有する。
CR二5.4 AR:  175 TR:  1より小 D  :  1g gel:85 ついで、82±1 ”Cに維持した油浴にフラスコを浸
漬し、滴加ロートを介して、新たに蒸留したスチレン4
2.49中に過酸化ベンゾイル0.159を含有する溶
液を40分間で徐々に添加し、その間、反応系を撹拌し
た。反応を計4時間続け、ついで、反応系の温度を30
分間で100℃に上昇させた。このようにして、粘度(
25℃) 30,000cps及びST 24を有する
ミルク状でかつ粘稠な液体の外観を呈する反応生成物が
得られた。
上述の如〈実施した架橋の後、下記の特性を有する架橋
生成物が得られた。
CR:  17.8 AR:  160 TR:  7.5 D  :  30 d   :  1.02 gel:68 この実施例において、ポリスチレンの量は組成物の23
.4重量%であり、グラ臭ト率は、gelに基いて評価
して、全ポリスチレンに対して5重量%以下である。
実施例2 実施例1の化合物(II)1009を原料とし、スチレ
ン42y及び過酸化ジベンゾイル0.151i!を使用
して、同様に操作を行なった。
粘度(25℃) 50,000cpsを有し、かつ架橋
後では下記の特性を有する液状のオルガノケイ素組成物
が得られた。
CR:  20.34 AR:  200 TR:  7.46 D二32 d   :  1.03 gel  :  66.7 この実施例において、ポリスチレンの量は組成物の29
.6重量%であり、グラエト率は、getに基いて評価
して、全ポリスチレンに対して5重量%以下である。
実施例3 一般式(n)においてR=メチル、y=l及びX−0C
I+、であり、さらに下記の特性を有する化合物(It
)100gを原料として、実施例1と同様にして操作を
行なった。
粘度(25℃) (cps) :  24,000数平
均分子m論n : 約10,500不飽和(meQ/9
)  :  0.02%より小この化合物(n)は、架
橋後、下記の特性を示す。
CR:  5.6 AR:  180 D:17 gel +  86 スチレン2nq−7クリロニトリルIOQ及び過酸化ジ
ベンゾイル80zgを使用して反応を行なったところ、
粘度(25℃) 42,000cps及びST 4gの
各特性を有するオルガノケイ素液状組成物が得られた。
架橋後、下記の各特性が検知された。
CR:  14.6 AR:  1GG TR:  7.33 D=45 d  :  1.02 gel :  6に の実施例では、スチレン−アクリロニトリル共重合体の
量は組成物の28重量%であり、グラフト率は、gel
に基いて評価して、該共重合体に対して5重量%以下で
ある。
実施例4 実施例3に記載の化合物(II)を使用し、実施例1の
反応を行なった。なお、アクリル酸ブチル(I0y)、
アクリル酸メチル(7g)、アクリル酸エチル(5g)
、スチレン(5g)及び過酸化ジベンゾイル(0,15
09)を使用している。
架橋後に下記の特性を示すオルガノケイ素液状組成物が
得られた。
CR:  4.36 AR:  327 TR:  1.85 D : 測定不能 d : 測定不能 gel :  測定不能 この実施例では、単量体から得られた共重合体の量は組
成物の21重量%であり、グラフト率はゲルに基(辱価
して、該共重合体に対して5重量%以下である。
実施例5 数平均分子量8500を有しかつ連鎖末端における理論
官能基数の75%を含有する化合物(I)に相当するポ
リオキシプロピレンジオール−α、ω−ビス−アリルシ
リレート (一般式(I)においてR=C113、X=
OC11,及びy=1)を使用した。
この化合物は、上述の条件下での架橋後、下記の特性を
示す。
CR:   5J AR:   200 gel  +  83 この化合物(I)1209を実施例1記載の条件下でス
チレン(I3,49)とグラフトさせ、粘度(25℃)
32.000を有する組成物を得た。
同様にして行なわれる架橋後では、下記の各特性が検知
された。
ST  :  lより小 CR:  9.7 AR:  190 D=27 gelニア7 例1で使用したものと同じ高分子物質、メタノール(0
,5R(I’)及びn−ブタノール(Iwit)を導入
した。
生成物を加熱油浴に浸漬し、内部温度80℃に加熱した
。滴加ロートからスチレン(溶解された過酸化ベンゾイ
ルを含有する)を30分間で徐々に添加し、その間撹拌
を続けた。反応を80℃で続け、さらに2時間撹拌を行
ない、その後20分間で、溶解された残りの過酸化ベン
ゾイルを含有するフェノキシアクリレートを添加し、添
加完了後、同じ温度及び撹拌速度をさらに2時間持続し
た。
液状の重合性キャリヤー懸濁液を室温に冷却し、保存す
る。
合成条件、反応体の量及び液状の重合性媒体懸濁液の粘
度を第1表に示す。
第  1  表 6  ’120 35.3 0.20  IQ7 12
0 35.3 0.15 108 120 35.3 
0.25 109  +20 29.9 0.1  1
010 120 35J  O,105 II  120 29.9 0.10  512 12
0 26.7 0.1  10アクリレート 撹拌速度
 液状組成物 粘 文中の BPD        中
の重合体0.05    450   21.4   
52,0000.05    450   21.4 
  68,0000.01    450   21.
4   67、Oo。
O,0565018,768,000 0,1G     450   22.0   51,
0000.05    650   19.3   4
4,0000.1     450   17    
42.000この懸濁液に抗酸化剤(Irganox 
10761重量%及び紫外線吸収剤1重量%)及び触媒
(ジブチルジラウリン酸スズ及びラウリルアミン)を添
加し、厚さ2xmに延展した後、室温及び外界湿度にお
いて少なくとも30日間架橋させる。
各特性についてのテスト結果を第2表に示す。
第  2 実施例    触   媒    gel    CR
ジブチルシラ ラウリル ウリン酸スズ アミ ン (Iり   (If量%)  (重量%)■範と αν
印−)6    1     0.5   94   
44.67    1         89   3
9.69     +          90   
32J10    1     0.5   94  
 21.911    1         89  
 35.312    1         91  
 24.6伸び率100   ARTRD    水 
分%におけろ                吸収率
モジユラス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、液相と、不溶性でかつ該液相中に分散する固相とで
    構成され、フリーラジカル開始剤の作用下、スチレン、
    又はスチレン少なくとも15重量%及び1又はそれ以上
    のビニル系又はアクリル系単量体残余を含有する混合物
    を重合させることにより得られるものであって、温度2
    5℃における粘度5,000ないし100,000cp
    sを有するシーラント用のオルガノケイ素液状組成物に
    おいて、前記重合を、一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ で表される液状のポリオキシプロピレンジオール−α、
    ω−ビス−アリルシリレートの存在下、又は一般式(I
    I) ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるポリオキシプロピンジオール−α、ω−ビス
    −アリルシリレートの液状ポリカーボネートの存在下(
    これら一般式( I )及び(II)において、Rは C_
    1−C_1_0アルキル基であり、Xはアルコキシ、ア
    ミノキシ及びアシロキシ基の中から選ばれる加水分解可
    能な基であり、yは0、1又は2であり、pは約10な
    いし約100の範囲の数であり、m及びnはこれら化合
    物( I )及び(II)に分子量値、又は平均分子量値2
    000ないし20,000を付与する整数である)、組
    成物中に固状の分散相5ないし50重量%が生成される
    まで実施してなることを特徴とする、オルガノケイ素液
    状組成物。 2、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    化合物( I )及び(II)が、前記一般式( I )及び(
    II)においてRがメチル基であり、Xがメトキシ基であ
    り、yが1であり、pが40ないし80の数であり、m
    及びnが該化合物( I )及び(II)に分子量値約40
    00ないし約20,000を付与する整数であるもので
    ある、オルガノケイ素液状組成物。 3、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、スチ
    レン以外のビニル系又はアクリル系単量体がアクリロニ
    トリル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
    ル酸ブチル及びジアリルフタレートの中から選ばれるも
    のである、オルガノケイ素液状組成物。 4、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    重合反応を、前記化合物( I )及び(II)の各100
    重量部当たり5ないし60重量部、好ましくは5ないし
    40重量部の量でスチレン又はスチレン含有単量体混合
    物を使用し、スチレン又はスチレン含有単量体混合物に
    対して0.1ないし5重量%の量でフリーラジカル開始
    剤を使用し、温度40ないし110℃、好ましくは60
    ないし100℃で、組成物中に固状の重合体相5ないし
    50重量%が生成されるまで実施してなる、オルガノケ
    イ素液状組成物。 5、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    フリーラジカル開始剤が、温度100℃以下における半
    減期が1時間以下であるアゾ化合物、ジアシル過酸化物
    、ペルオキシ−ボネート、ペルオキシエステル、ケトン
    ペルオキシド、ペルオキシケタール及びヒドロペルオキ
    シドの中から選ばれるものである、オルガノケイ素液状
    組成物。 6、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    重合反応を不活性溶媒の存在下で実施してなる、オルガ
    ノケイ素液状組成物。 7、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    重合反応を分子量調節剤の存在下で実施してなる、オル
    ガノケイ素液状組成物。 8、特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
    重合反応を初めにスチレンを導入し、これを重合せしめ
    、ついで他の単量体を重合せしめることにより実施して
    なる、オルガノケイ素液状組成物。
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